2023學(xué)年完整公開課版熔融結(jié)晶

藥物分離與純化技術(shù)課程結(jié)晶技術(shù)--熔融結(jié)晶熔融結(jié)晶-結(jié)晶技術(shù)大綱1.熔融結(jié)晶原理3.熔融結(jié)晶的應(yīng)用2.熔融結(jié)晶特點(diǎn)熔融結(jié)晶-結(jié)晶技術(shù)熔融結(jié)晶是上世紀(jì)六十年代開發(fā)、七十年代發(fā)展起來的一種新型分離技術(shù)。

它是根據(jù)待分離物質(zhì)之間凝固點(diǎn)的不同，通過逐步降低初始液態(tài)混合物進(jìn)料的溫度達(dá)到部分結(jié)晶來實(shí)現(xiàn)的，結(jié)晶析出的固體相具有與殘液不同的化學(xué)組成，從而達(dá)到分離提純的目的。熔融結(jié)晶-結(jié)晶技術(shù)

（一）熔融結(jié)晶原理熔融結(jié)晶是利用固-液相平衡來實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離與純化的過程。

方法：先將固相混合物加熱熔解，然后對液相混合物進(jìn)行降溫、冷卻至目標(biāo)產(chǎn)品的凝固點(diǎn)時，進(jìn)一步移去熱量，使目標(biāo)物質(zhì)由液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔?，過濾之后，就實(shí)現(xiàn)了兩種物質(zhì)的分離提純。熔融結(jié)晶-結(jié)晶技術(shù)

熔融結(jié)晶過程的推動力是熔融液中某組分的過飽和度、或過冷度。熔融結(jié)晶過程分為結(jié)晶和發(fā)汗兩個過程。

結(jié)晶過程是熔融液的溫度在逐漸下降的過程中，某組分在熔融液中處于過飽和狀態(tài)，開始成核，并逐漸增長為晶體；晶體在增長過程中，不可避免的會將母液的雜質(zhì)包藏到粗晶體中，所以粗晶體要經(jīng)過發(fā)汗過程來提純。熔融結(jié)晶-結(jié)晶技術(shù)

發(fā)汗：

將含有雜質(zhì)的結(jié)晶，緩慢升高溫度到接近熔點(diǎn)附近，含雜質(zhì)較多的局部晶層熔點(diǎn)較低，首先熔化而從晶體內(nèi)部滲出的現(xiàn)象。

它是建立在傳熱、傳質(zhì)和固液相平衡理論基礎(chǔ)之上的操作過程。

發(fā)汗后晶體的純度與加熱速率、晶層的形成和生長過程有關(guān)，降溫速率快、結(jié)晶溫度低會增加晶層的厚度，雜質(zhì)也會增多，這樣，發(fā)汗提純的效果就越好。熔融結(jié)晶-結(jié)晶技術(shù)

對于層結(jié)晶，隨著發(fā)汗時間的延長，晶層內(nèi)的雜質(zhì)包藏體熔點(diǎn)低，會首先熔化而向溫度較高的方向移動；

因?yàn)樵诰拥纳L過程中，雜質(zhì)包藏體會形成角隅，這樣首先熔化的雜質(zhì)包藏體會向這些角隅移動，在移動過程中包藏體的形狀和體積會發(fā)生變化，形成通向晶層表面的通道，體積較大的包藏體移動速度較快。

包藏體的移動速度，隨著晶層內(nèi)溫度梯度的增大而變快。由于晶層內(nèi)包藏體中雜質(zhì)的濃度梯度和溫度梯度，使得雜質(zhì)向晶層外擴(kuò)散，因而提高了晶層的純度。熔融結(jié)晶-結(jié)晶技術(shù)

①能耗低

由于氣化熱為熔融熱的2～3倍，使熔融結(jié)晶僅為精餾分離能耗的10％～30％；②應(yīng)用范圍廣

70％以上的有機(jī)物的熔點(diǎn)在0～200℃，適用熔融結(jié)晶的很多。特種物系如同分異構(gòu)體和熱敏性物質(zhì)，用精餾的方法耗能大，產(chǎn)品純度低，無法得到高純物質(zhì)，熔融結(jié)晶可以解決這些問題。（二）熔融結(jié)晶的特點(diǎn)熔融結(jié)晶-結(jié)晶技術(shù)③環(huán)境友好

熔融結(jié)晶同溶液結(jié)晶相比，過程中無需加入溶劑④低溫操作

結(jié)晶過程一般為低溫常壓操作，無物料揮發(fā)污染問題，操作簡易、安全，并且不需要專門的固液分離設(shè)備；（二）熔融結(jié)晶的特點(diǎn)熔融結(jié)晶-結(jié)晶技術(shù)⑤結(jié)晶設(shè)備的體積較小，結(jié)晶對于設(shè)備的材質(zhì)沒有過高要求，設(shè)備投資低。⑥熔融結(jié)晶過程的最終產(chǎn)品一般以熔融液態(tài)排出，不需要固液分離、洗滌、干燥等后續(xù)處理過程和設(shè)備。（二）熔融結(jié)晶的特點(diǎn)熔融結(jié)晶-結(jié)晶技術(shù)

（三）熔融結(jié)晶的應(yīng)用

制藥工業(yè)中，熔融結(jié)晶技術(shù)主要是用于分離提純藥物同分異構(gòu)體、中間體和精細(xì)化工藥品。例如：各種異構(gòu)體及特殊藥物。通過一次簡單的熔融結(jié)